本發(fā)明涉及電解電源電路,特別是涉及一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路。通過設(shè)置雙電源,將電解電能供應(yīng)方式,設(shè)置為:其電能由電流源和電壓源二種電源提供,所述電流源為直流電源,所述電壓源為交流電源,所述電流源和電壓源輸出的電壓和電流經(jīng)過升壓及整流電路在升壓、整流過程中疊加合并,然后統(tǒng)一供電的方式,提高生產(chǎn)效率和電能轉(zhuǎn)換效率的供電電路。
背景技術(shù):
氫氣是重要的工業(yè)原料和清潔能源,廣泛應(yīng)用于冶金、醫(yī)藥、金屬切割加工等領(lǐng)域,氫氣和氧氣混合氣體由于顯著的減排效果及強(qiáng)勁的動力,也得到了越來越多的關(guān)注。
現(xiàn)有公開的氫氧發(fā)生器資料顯示,其電能的供應(yīng)方式主要是:將直流電源的正負(fù)極分別連接到電解槽的陽極和陰極電解電極,其特征是:單個電源供電,其提供的電流和電勢不可分割,能量損失不可控制。由于水的理論電解電壓是1.23v,超過1.23v的電解電壓的電解電流容易產(chǎn)生能量損失,現(xiàn)有氫氧發(fā)生器,往往需要散熱,能量損失大。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是,至少解決上述問題,并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明還有一個目的是,利用電壓超出理論電解電壓的電源提供的能量,生產(chǎn)更多的氫氣,提高電能轉(zhuǎn)換效率。
為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點,本發(fā)明提供了一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,包括:
其將電網(wǎng)提供的交流市電電源或電池(蓄電池或太陽能電池)提供的直流電源,經(jīng)過電源模塊處理后,至少輸出一個電流源和一個電壓源,所述電流源為直流電源,電壓源為交流電源,所述電流源和電壓源,其電壓和電流經(jīng)過升壓及整流電路在升壓、整流過程中疊加合并,然后統(tǒng)一輸送到電解電極的連接端口,用導(dǎo)線將所述電解電極的連接端口的正負(fù)極分別連接電解槽的陽極和陰極電解電極后,其為電解反應(yīng)提供電解電壓和電解電流。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路還包括:
優(yōu)選的是,在所述電流源和電壓源中,有一種電源的電壓大于1.23v;
優(yōu)選的是,在所述電流源和電壓源中,有一種電源的電壓大于零,小于1.23v;
優(yōu)選的是,所述電流源的電壓大于零,小于1.23v,所述電壓源的電壓大于1.23v;所述電壓源和電流源有穩(wěn)壓和限流電路,所述穩(wěn)壓電路將其電壓穩(wěn)定在設(shè)定的范圍之內(nèi),所述限流電路將其輸出的電流限制在設(shè)定的范圍之內(nèi)。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其升壓及整流電路輸出的電解電壓不小于1.23v。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其升壓及整流電路包括:
所述電壓源通過電感或電容器輸出交流電壓和電流;
優(yōu)選的是,所述電壓源通過電感和與所述電感相連接的電容器輸出交流電壓和電流;
優(yōu)選的是:所述電壓源通過變壓器的次級線圈所構(gòu)成的電感和與其相連接的電容器輸出交流電壓和電流;
優(yōu)選的是,所述電壓源通過所述電感與所述電容器構(gòu)成lc串聯(lián)電路輸出交流電壓和電流。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其升壓及整流電路包括:
所述電壓源至少通過一個隔離電容器與所述電流源相連接,所述隔離電容器至少能夠防止所述電流源通過所述電壓源放電;所述電壓源至少通過一個升壓電容器與所述電流源相連接,所述升壓電容器至少能夠輸出所述電流源輸出的直流電壓和所述電壓源輸出的交流電壓疊加后的電壓;所述隔離電容器和所述升壓電容器包括同時具有隔離和升壓作用的同一個電容器。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其升壓及整流電路還包括:
所述電流源至少通過一個升壓二極管與所述電壓源相連接,所述升壓二極管為整流二極管,其至少能夠防止所述電壓源通過所述電流源放電,其至少能夠通過所述電流源輸出的電解電流。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其升壓及整流電路還包括:所述升壓二極管與所述電壓源的連接包括:當(dāng)所述升壓二極管的陽極連接所述電流源的正極時,其陰極連接所述升壓電容器或連接電感并通過所述電感連接到所述升壓電容器;當(dāng)所述升壓二極管的陰極連接所述電流源的負(fù)極時,其陽極連接所述升壓電容器或連接電感并通過所述電感連接到所述升壓電容器。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其升壓及整流電路還包括:當(dāng)所述電壓源通過其變壓器的次級線圈所構(gòu)成的電感輸出交流電壓和電流,并且當(dāng)所述電感與所述升壓電容器構(gòu)成lc串聯(lián)電路輸出交流電壓和電流時,所述升壓及整流電路包括:升壓二極管d1,升壓電容器c1,電感l(wèi)1,整流二極管d2,濾波電容器c2;當(dāng)升壓二極管d1的陽極連接電流源的正極時,其陰極連接升壓電容器c1的正極,升壓電容器c1的負(fù)極連接電感l(wèi)1,電感l(wèi)1的另一端連接所述電流源的負(fù)極,所述電流源輸出的直流電流和所述電壓源輸出的交流電流從升壓二極管d1的陰極與升壓電容器c1的連接處流出;所述升壓電容器c1兩端的電壓,為所述電流源的電壓u1和所述電壓源的電壓u2疊加后的電壓;升壓二極管d1的陰極連接整流二極管d2的陽極,整流二極管d2的陰極連接濾波電容器c2的正極,濾波電容器c2的負(fù)極連接所述電流源的負(fù)極;所述電流源和電壓源輸出的電流,經(jīng)過整流二極管d2整流和濾波電容器c2濾波后,從整流二極管d2的陰極與濾波電容器c2的正極的連接處流出;濾波電容器c2兩端的電壓經(jīng)過若干周期循環(huán)充電后,被充電到(u1+2u2m),所述u2m為電感l(wèi)1的交流峰值電壓;所述整流二極管d2的陰極與濾波電容器c2的正極的連接處還連接電解電極的正極連接端口,所述電流源的負(fù)極還連接電解電極的負(fù)極連接端口,所述濾波電容器c2兩端的電壓等于所述電解電極的正負(fù)極連接端口之間的電壓(即是電解電壓),由于(u1+2u2m)>u1,即是,電流源輸出的電解電流的電壓被提高;將所述正負(fù)連接端口通過導(dǎo)線分別連接電解槽的陽極和陰極電解電極后,其為電解反應(yīng)提供電解電壓和電解電流。
當(dāng)所述電感與所述升壓電容器構(gòu)成lc串聯(lián)電路輸出交流電壓和電流時,優(yōu)選的是,所述升壓電容器c1的電容大于所述濾波電容器c2的電容。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,還包括:其升壓及整流電路輸出的所述電解電極正負(fù)連接端口之間的電解電壓大于所述電流源電壓。
所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路還包括:當(dāng)所述電流源和電壓源中某種電源電壓大于零小于1.23v,并且電解電壓大于其電源電壓時,調(diào)整其電源電壓對所述升壓及整流電路輸出的電解電壓的影響較小,其提供的電解電流跟隨電解電壓和電解反應(yīng)中電解液的電阻加上其電源內(nèi)阻所構(gòu)成的等效電阻的變化而變化,于是,通過調(diào)整其電源電壓,就可以調(diào)整其在t時間內(nèi)輸出能量的量,因此,通過分配所述電流源和電壓源的功率,能夠使其電解能量供需達(dá)到或接近平衡;所述電壓源,在電解反應(yīng)中,其做的功為u2i2t,在電解水反應(yīng)中,其有用功為ws=1.23v×i2t,無用功為(u2—1.23v)i2t,如果利用所述無用功的能量為所述低電壓的電流源提高勢能,使得其低能電子能夠參與電解反應(yīng),在25℃時,
當(dāng)(1.23v—u1)i1=(u2—1.23v)i2(0<u1<1.23v<u2)時,其電解水反應(yīng)的能量供需達(dá)到平衡;或者,當(dāng)(1.23v—u2)i2=(u1—1.23v)i1(0<u2<1.23v<u1)時,其電解水反應(yīng)的能量供需達(dá)到平衡,所述u1、i1為所述電流源的電壓和電流,所述u2、i2為所述電壓源的電壓和電流.,所述t為通電時間,(it=q,i為電解電流,q為參與電解反應(yīng)的電量,ws為電解水反應(yīng)所而要的能量,ws=1.23v×q);當(dāng)通過分配所述電流源和電壓源的功率,能夠使其電解能量供需達(dá)到或接近平衡時,連接負(fù)載后,所述升壓及整流電路輸出的電解電壓不小于1.23v,但低于其空載電壓。
所述一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路還包括:根據(jù)控制系統(tǒng)的控制信號,調(diào)整其輸出功率;所述調(diào)整至少包括:開啟或關(guān)閉供電,提高或降低(電壓或電流控制)其輸出功率。
本發(fā)明至少有以下有益效果:
本發(fā)明所述的一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其能量損耗低;其通過分配所述電流源和電壓源的功率,能夠有效地控制能量損失,生產(chǎn)效率高,能量轉(zhuǎn)換效率高。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn),部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
附圖說明
附圖1為本發(fā)明所述一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路供電流程圖。
附圖2為本發(fā)明一個實施實例的電路原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,以令本領(lǐng)域的技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
應(yīng)當(dāng)理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不排除一個或多個其它元件或組合的存在或添加。
如附圖1所示,本發(fā)明所述一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路,其供電流程是:從電池取得的直流電源或從市電取得的交流電源經(jīng)過整流電路處理后輸出的直流電源,經(jīng)過電流源模塊和電壓源模塊處理后,分別輸出(電流源)直流電壓和電流,(電壓源)交流電壓和電流,電流源和電壓源輸出的電壓、電流經(jīng)過升壓及整流電路在升壓和整流過程中疊加合并后,輸送到電解電極連接端口,所述連接端口的正負(fù)極分別通過導(dǎo)線連接電解槽的陽極和陰極電解電極后,其為電解反應(yīng)提供電解電壓和電解電流。
如附圖2所示的實例1,來自市電的交流電源vac,經(jīng)過整流二極管d3、d4、d5、d6整流后,再經(jīng)過濾波電容器c3濾波后輸出平滑的直流電源,所述直流電源的正負(fù)極分別連接到由開關(guān)電源構(gòu)成的電流源模塊a1和電壓源模塊a2的正負(fù)極輸入端口;電流源模塊a1和電壓源模塊a2分別輸出電流源和電壓源,所述電流源為直流電源,所述電壓源為交流電源;電流源模塊a1的正負(fù)極輸出端即為電流源,其正極連接升壓二極管d1的陽極,升壓二極管d1的陰極連接升壓電容器c1的正極和整流二極管d2的陽極,所述電流源和電壓源的電流從升壓二極管d1的陰極與升壓電容器c1的連接處流出,再經(jīng)過d2輸送到電解電極的正極連接端口vdd;電流源的負(fù)極還連接電解電極的負(fù)極連接端口gnd;電壓源模塊a2的輸出端(電感l(wèi)1的上下兩端)即為電壓源,其交流電壓和電流由變壓器的次級線圈所構(gòu)成的電感l(wèi)1輸出,電感l(wèi)1的一端連接升壓電容器c1的負(fù)極,電感l(wèi)1的另一端連接所述電流源的負(fù)極,整流二極d2的陰極連接濾波電容器c2的正極,濾波電容器c2的負(fù)極連接所述電流源的負(fù)極;所述電壓源的交流電流經(jīng)過整流二極管d2整流及濾波電容器c2濾波后輸出直流電流;整流二極管d2的陰極還連接電解電極的正極連接端口vdd;vdd和gnd連接端口分別通過導(dǎo)線連接到電解電極的陽極和陰極,所述一種氫氧發(fā)生器雙電源供電電路通過vdd和gnd連接端口為電解電極提供電解電壓和電解電流。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列舉的運(yùn)用,它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域,對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言,可容易地實現(xiàn)另外的修改,因此,在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。